Принцип аргонодуговой сварки заключается в плавлении цветного металла при помощи плавящегося или неплавящегося электрода под действием инертного газа. Наиболее частым инертным газом выступает аргон, благодаря которому сварка и получила свое название, реже – гелий и его смесь с аргоном. Наиболее распространенным видом неплавящихся электродов являются вольфрамовые стержни, диаметр которых подбирается согласно толщине свариваемого металла. Все это основы, с которых начинается любое обучение аргонодуговой сварке.
Преимущества аргонодуговой сварки
- Аргоновая сварка, видео смотрите здесь, гарантирует качественный и геометрически однородный шов без дефектов и шлаковых образований, выдерживающий любые нагрузки
- Выделение минимального количества вредных газов в процессе сварки
- Минимальный риск получения ожогов.
Что нужно учитывать при сварке алюминия?
Сварка алюминия осложняется специфическими свойствами металла. Для качественного соединения необходимо учитывать следующие нюансы:
- Оксидная пленка. Она образуется при контакте металла с кислородом воздуха. Проблема заключается в большой разнице между температурами плавления алюминия и пленки: 650 и 2000 °С, соответственно. В результате оксид остается в сварном шве, создавая его неоднородность. Качественно варить алюминий можно только, удалив оксид и исключив контакт металла с кислородом.
- Низкая температура плавления и высокая текучесть расплава. Она вызывает быстрое вытекание расплавленного металла из сварочной зоны и сквозному прожиганию заготовки. Алюминий начинает переходить в жидкую фазу уже при температуре 500-520 °С.
- Повышенный коэффициент объемной усадки. Неправильный температурный режим вызывает появление напряжений в шве, что приводит к растрескиванию в нем и пришовной зоне, а также к деформации детали.
- Высокая теплопроводность алюминия. При сварке существенно увеличиваются потери тепловой энергии, которая быстро распространяется по всей заготовке. Это требует увеличение мощности аппарата.
- Быстрая кристаллизация. Это свойство алюминия приводит к появлению газовых пор в шве из-за неполного газовыделения при быстром отвердении металла.
- Алюминий практически не изменяет цвет при расплавлении, что затрудняет визуальный контроль процесса.
Все эти особенности должен учитывать сварщик-новичок. Настройка требует особой тщательности.
Сварка аргонная неплавящимся электродом. Технология процесса
Чтобы освоить в должной степени технологию проведения такой работы, как аргонная сварка, обучение следует перевести в описание схемы данного процесса, что мы и сделаем. Основными элементами схемы являются сварочный аппарат, горелка и расположенный в ней электрод. Дуга сварки возникает в пространстве меж электродом и свариваемой плоскостью под воздействием электричества и защитного газа, вдуваемого через сопло горелки.
Аргон же, будучи почти на 40% тяжелее воздуха, выдавливает его из области сварки, надежно изолируя от воздействия атмосферы сварочную воронку и практически не вступая в химический контакт с металлом. Присадочный материал подается в дуговую область со стороны, не включаясь в цепь.
Аргонная сварка, производимая неплавящимся электродом, происходит без касания изделия (в отличие от сварки плавящимся), для зажигания дуги специально параллельным способом к источнику питания подключается устройство под названием «осциллятор».
Аргонная сварка бывает автоматической. При ней горелка с присадочной проволокой движутся без контроля сварщиком. Но, как правило, все происходит не так. Оба эти элемента сварщик держит в руках – производится ручная сварка аргоном, видео уроки по которой присутствуют в данной статье.
Осциллятором с целью поджига дуги, на электрод подаются высоковольтные импульсы высоких частот. Эти импульсы, в свою очередь, производят ионизацию дугового отдела и при включении сварочного тока обеспечивают зажигание дуги. Когда аргонодуговая сварка (видео смотрите здесь) выполняется под переменным током, вслед за зажиганием дуги осциллятор выполняет переход в режим стабилизатора.
В этом случае, для предотвращения деионизации дугового отдела и предотвращения затухания дуги, он уже подает в момент перемены полярности импульсы на дугу.
Как происходит работа?
Для сварки вам необходимо специальное оборудование, как, например, горелка.
Горелка, предназначенная для сварки в аргоновой среде, оснащена вольфрамовым неплавящимся электродом — главной деталью, за счет которой работает аппарат.
Электрод находится снаружи корпуса аппарата (примерно на 2-5 мм).
Видео:
С внутренней стороны горелка оснащена специальным держателем, благодаря которому можно пользоваться электродом разного размера – держатель способен зафиксировать их все.
Однако размер электрода подбирается в соответствии с металлом, который будет обрабатываться, от него же зависит и расход энергии во время работы.
Рядом с электродом внутри находится сопло, сделанное из керамики – его надевают так, чтобы оно опоясывало электрод. С помощью сопла в рабочую область будет поступать газ, поэтому этот элемент тоже очень важен.
Обязательно для работы своими руками понадобится присадка, или, по-другому, присадочная проволока – ее делают из материала, такого же, как металлические заготовки.
Диаметром присадочная проволока также должна соответствовать обрабатываемому вами металлу – ее точный размер можно будет узнать в специализированной таблице.
Сварка в аргоновой среде в ручном режиме – наиболее доступный метод, легко повторяемый своими руками для начинающих.
В этом случае присадочная проволока и горелка должны удерживаться тем, кто занимается сварочными работами.
Прежде чем начинать сварку, нужно обезжирить поверхность труб, дисков из стали, латуни и других металлов, с которыми вы работаете, а также очистить их от окисления.
Очистку можно проводить механически или химически, исходя из ваших предпочтений и возможностей.
Первый этап сварки такой же, как и при дуговом процессе: на обрабатываемую заготовку должна быть подана «масса».
Если вы обрабатываете маленькие детали из стали или другого материала, то подача может осуществляться просто в область рабочего стола или ванны, где происходит работа.
Проволока при этом способе сварки в электрической цепи отсутствует и будет подана отдельно несколько позже.
Горелка должна быть зафиксирована в одной руке мастера, а проволока – в другой. Горелка всегда оснащена кнопкой, регулирующей подачу газа и тока.
Газ должен быть подан раньше – за 20с до начала. Выбирая силу тока и давление, нужно ориентироваться на тип обрабатываемого материала, либо свой прошлый опыт работы своими руками.
ВАЖНО ЗНАТЬ: Способы контроля качества сварных швов и соединений
Горелка, оснащенная электродом, должна располагаться очень близко к материалу, с которым вы работаете – на расстоянии около 2 мм.
На этом расстоянии между металлом и электродом появится электрическая дуга, способная расплавлять кромку деталей, достаточно только направлять ее в нужном направлении.
Весь процесс сварки можно проследить на видео для начинающих – посмотрите его, прежде чем начнете работу своими руками.
Такая близость расположения между электродом и металлом объясняется тем, что в этом случае получается короткая дуга, и от нее зависит, насколько глубоко будет проплавлена деталь из стали, нержавейки или другого материала.
Если дуга крупная, то шов получится очень широким и некрасивым, особенно это будет бросаться в глаза на покрытии труб, дисков или декоративных объектов из нержавейки, латуни и т.д.
Кроме эстетического фактора, большой шов делает сварку менее качественной – чем он больше, тем менее устойчив, и тем больше напряжение в нем.
Присадочная проволока в рабочую зону подается через медленные постепенные движения: горелка должна двигаться вдоль шва, избегая пересекать шов поперек.
Качество шва зависит от того, насколько качественно работает оборудование, а также от умений мастера: чем более плавными и четкими будут движения, тем лучше вы сможете сделать шов на поверхности труб, дисков из нержавейки, латуни или других металлов.
Если проволока через оборудование будет подаваться слишком резко, то металл начнет разбрызгиваться, что может быть травмоопасно.
Своими руками воспроизвести технологию сварки аргоном правильно не так просто, если вы никогда этого не делали – плавные и аккуратные движения достигаются только через практику.
Однако начинать учиться на аргоновой сварке не стоит, т.к. это весьма сложный процесс.
При работе лучше всего, чтобы проволока была расположена перед горелкой.
Горелка и проволока должны иметь положение под углом к рабочей области, таким образом, сделать шов прямым и узким будет проще.
Для зажигания дуги во время сварки понадобится специализированное оборудование – осциллятор.
Он посылает электродам импульсы с высоким содержанием вольт, которые отвечают за процессы ионизации дугового промежутка.
Видео:
Обычное напряжение сети – 220В, при такой мощности осциллятор способен преобразовывать и поставлять напряжение до 6000В с сохранением частоты до 500 кГц. Благодаря такой мощности зажигание электрода происходит быстро и просто.
Оборудование, соответствующее ГОСТ – единственный способ правильно зажечь электрод, поскольку зажигать его от свариваемой поверхности запрещается – из-за большого ионизационного потенциала, который при таком способе зажигания приведет к загрязнению металла труб, дисков стали, латуни и других материалов.
Важное об аргонодуговой сварке
О том, как технически выполняется сварка аргоном, видео уроки способны продемонстрировать великолепно. Однако, помните, что приступая к такому процессу как аргонная сварка, обучение первых ваших практических попыток должно происходить под непосредственным инструктажем профессионала.
Сейчас же мы поговорим о важных нюансах, которые помогут вам добиться лучших результатов.
Например, сварка аргоном (видео уроки об этом свидетельствуют) с целью улучшения борьбы с пористостью происходит при добавлении к аргону 3-5% кислорода. Это увеличивает защиту металла от загрязнения, присутствия влаги и иных включений, которые могут попасть в область сварки из присадочного металла или свариваемых кромок.
Благодаря кислороду они выгорают или образуют собой соединения, выплывающие на поверхность сварочной воронки, что предотвращает возникновение пористости.
Также более рациональным для обеспечения стабильности такого процесса как аргонная сварка является применение импульсных источников питания дуги, с помощью которых происходит струйный перенос под током Iсв ≈ 100А.
Сваривание нержавеющей стали с помощью аргона
Эта статья расскажет вам как сварить нержавейку с помощью, все нюансы и особенности. Те кто занимаются варкой, знают, что нержавеющая стал далеко не простой метал, при работе с которым часто возникает много проблем, нужно разрезать, переваривать, а иногда можно и не разрезать, швы сами по себе трескаются и расходиться, но как с этим бороться ?
Именно поэтому вам стоит прочитать нашу статью где мы расскажем как варить нержавеющую сталь своими руками с помощью аргона.
Важным этапом сварки является подготовка металла, именно от этого зависит качество шва, что у вас получиться в конце, металл нужно хорошо зачистить, проверить на дефекты.
В этой статье рассказывается как наиболее выгодно использовать газа к положению горелки. Тут вы найдете советы, которые мастера отточили в ходе практики, и вам уже не придётся повторять чей-то ошибок.
Просто возьмите и переймете опыт человека который уже знает как будет хорошо а как плохо. Например, как варить аргоном металл так, чтобы он не окислился, или как варить тонкий металл, ведь это филигранная работа, что требует внимательности.
Даже В ГОСТах таких советов не пишут, хотя там можно найти очень содержательные инструкции по эксплуатации, что помогут и новичкам и бывалым сварщикам.
Применение аргонодуговой сварки
Использование аргонной сварки неплавящимся электродом в основном направлено на легированные стали, их соединения и цветные металлы, титановые и алюминиевые сплавы. Благодаря хорошему качеству и форме сварных швов, точной глубине проплавления металла, аргонодуговая сварка, видео которой можно увидеть здесь, успешно применяется для сваривания тонких листов металла с доступом к одной стороне поверхности изделия.
Разработка различных конструкций сварочных аппаратов позволила этому виду сварки получить широкое распространение для сварки стыков труб, также называемой орбитальной.
Применение аргоновой сварки плавящимся электродом не так обширно. Как правило, это – сварка алюминия с нержавеющей сталью.
Знать какой материал предстоит сваривать
Независимо от способа сварки, особое внимание необходимо обратить на марку и характеристики свариваемых деталей. Также важно знать условия, в которых будет эксплуатироваться сварной шов и конструкция в целом.
Прежде всего, данный фактор влияет на выбор правильной марки сварочных материалов, которые лучше всего подходят для данных условий.
Например, если предъявляются высокие требования к структурной однородности сварного шва с основным металлом, необходимо выбирать сварочные материалы, которые в полной мере удовлетворяют всем требованиям.
Прежде чем приступить к сварке алюминия или сварке нержавейки необходимо знать марку металла, чтобы подобрать правильные сварочные материалы. т.к. в зависимости от химического состава разные сплавы проявляют склонность к повышенной деформации и образованию трещин. Некоторые металлы и их сплавы требуют предварительного нагрева или термообработки, что оказывает влияние на выбор правильного сварочного материала.
При сварке изделий из стали 20 толщиной до 100 мм не требуется проведение предварительного нагрева, а из стали 12Х1МФ начиная с толщины 6 мм необходим предварительный подогрев изделий до минимальной температуры 200°С и последующая термическая обработка сварного шва.
Перед TIG сваркой алюминиевых сплавов неплавящимся электродом, всегда необходимо знать какую именно марку алюминия предстоит сварить, чтобы правильно подобрать сварочный материал. Обычно производители на упаковке указывают для каких марок сплавов предназначаются данные сварочные материалы.
Недостатки аргонодуговой сварки
Невозможно проводить обучение аргонодуговой сварке, не упомянув ее недостаток, которым является недостаточно высокая производительность при ручном типе обработки. Автоматическая сварка же непригодна для выполнения коротких и неструктурированных швов.
Еще по этой теме на нашем сайте:
- Сварка чугуна электродом — видео процесса Чугун представляет собой железоуглеродистый специальный сплав, который отличается высоким содержанием углерода (2,14%). Благодаря этому в сравнении с другими сталями он находится в свободном состоянии. К…
- Какой сварочный аппарат для сварки алюминия и дюралюминия выбрать новичку Процесс сварки алюминия и дюралюминия имеет несколько особенностей, которые нужно учитывать как при работе, так и при подборе оборудования для нее. Во-первых, алюминий представляет собой…
- Сварка аргоном — видео, как правильно производится аргонная сварка Перед началом работы стоит внимательно просмотреть «Аргонная сварка. Видео» для того, чтобы понять преимущества её использования, нюансы самого процесса, а также самые распространённые ошибки, которые…
- Ручная дуговая сварка — видео и принцип работы сварочного аппарата для начинающих Метод РДС – это самый распространенный и доступный метод сварки штучным покрытым электродом. В инструкции ручная дуговая сварка видео хорошо видно, что этот метод отличается…
Поделитесь со своими друзьями в соцсетях ссылкой на этот материал (нажмите на иконки):
Выбрать правильный вольфрамовый электрод
Немаловажным фактором при аргонодуговой сварке является правильно подобранный вольфрамовый электрод, проводящий сварочный ток к дуге. На правильный выбор влияют два фактора:
- толщина свариваемого металла
- величина сварочного тока
В зависимости от стандарта на изготовление электроды поставляются различных диаметров, обычно от 1 до 4 мм, и длиной 150 или 175 мм.
Согласно ISO 6848 «Дуговая сварка и резка. Электроды вольфрамовые сварочные неплавящиеся. Классификация» электроды поставляются длинами и диаметрами, указанными в таблицах ниже.
Стандартный диаметр электродов из вольфрама и допуск (ISO 6848)
| Диаметр, мм | Допуск, мм |
| 0,25 | ±0,02 |
| 0,30 | |
| 0,50 | ±0,05 |
| 1,0 | |
| 1,5 | |
| 1,6 | |
| 2,0 | |
| 2,4 | ±0,1 |
| 2,5 | |
| 3,0 | |
| 3,2 | |
| 4,0 | |
| 4,8 | |
| 5,0 | |
| 6,3 | |
| 6,4 | |
| 8,0 | |
| 10,0 |
Длина электродов из вольфрама и допуск (ISO 6848)
| Длина, мм | Допуск, мм |
| 50 | ±1,5 |
| 75 | +2,5 -1,0 |
| 150 | +4 -1 |
| 175 | +6 -1 |
| 300 | +8 -1 |
| 450 | +8 -1 |
| 600 | +13 -1 |
Ознакомится с сортаментом электродов по ГОСТ можно перейдя по ссылке ГОСТ 23949.
В состав электродов входит чистый вольфрам и вольфрам с активирующими присадками (редкоземельными элементами и их оксидами):
- окись лантана
- окись иттрия
- двуокись тория
- тантал
- церий
Во избежание путаницы, в зависимости от химического состава, вольфрамовые электроды делятся по цветам маркировки, которую наносят на один из концов. Требование о необходимости нанесения цветной маркировки изложные в ISO 6848 и ГОСТ 24949.
Маркировка вольфрамовых электродов по цветам согласно ISO 6848
| Классификационные символы | Химический состав | Код цвета, RGB значение цвета | |||
| Добавление оксида | Примеси, % | Вольфрам,% | |||
| Главный оксид | % | ||||
| WP | Нет | — | 0,5 максимум | 99,5 минимум | Зеленый #008000 |
| WCe 20 | CeO2 | 1,8 — 2,2 | 0,5 максимум | остальное | Серый #808080 |
| WLa 10 | La2O3 | 0,8 — 1,2 | 0,5 максимум | остальное | Черный #000000 |
| WLa 15 | La2O3 | 1,3 — 1,7 | 0,5 максимум | остальное | Золотой #FFD700 |
| WLa 20 | La2O3 | 1,8 — 2,2 | 0,5 максимум | остальное | Голубой #0000FF |
| WTh 10 | ThO2 | 0,8 — 1,2 | 0,5 максимум | остальное | Желтый #FFFF00 |
| WTh 20 | ThO2 | 1,7 — 2,2 | 0,5 максимум | остальное | Красный #FF0000 |
| WTh З0 | ThO2 | 2,8 — 3,2 | 0,5 максимум | остальное | Фиолетовый #EE82EE |
| WZr 3 | ZrO2 | 0,15 — 0,50 | 0,5 максимум | остальное | Коричневый #A52A2A |
| WZr 8 | ZrO2 | 0,7 — 0,9 | 0,5 максимум | остальное | Белый #FFFFFF |
Помимо требований международных стандартов, в ГОСТ 24949 также есть требование о классификации вольфрамовых электродов по цветам.
Маркировка вольфрамовых электродов по цвету в зависимости от химического состава согласно ГОСТ 23949
| Марка | Массовая доля, % | Цвет | |||||
| Вольфрам, не менее | Присадки | Примеси, не более | |||||
| Окись лантана | Окись иттрия | Двуокись тория | Тантал | Алюминий, железо, никель, кремний, кальций, молибден (сумма) | |||
| ЭВЧ | 99,92 | — | — | — | — | 0,08 | Не маркируется |
| ЭВЛ | 99,95 | 1,1 — 1,4 | — | — | — | 0,05 | Черный |
| ЭВИ — 1 | 99,89 | — | 1,5 — 2,3 | — | — | 0,11 | Синий |
| ЭВИ — 2 | 99,95 | — | 2,0 — 3,0 | — | 0,01 | 0,05 | Фиолетовый |
| ЭВИ — 3 | 99,95 | — | 2,5 — 3,5 | — | 0,01 | 0,05 | Зеленый |
| ЭВТ — 15 | 99,91 | — | — | 1,5 — 2,0 | — | 0,09 | Красный |
В таблице ниже указаны рекомендации по выбору типа тока в зависимости от вида свариваемого материала.
Рекомендации по выбору типа тока в зависимости от вида свариваемого металла
| Тип металла или сплава, который необходимо сварить | Постоянный ток | Переменный ток | |
| Прямая полярность (- на электроде) | Обратная полярность (+ на электроде) | ||
| Алюминий и его сплавы толщиной менее 2,5 мм | допускается | допускается | самый подходящий |
| Алюминий и его сплавы толщиной более 2,5 мм | допускается | не рекомендуется | самый подходящий |
| Магний и его сплавы | не рекомендуется | допускается | самый подходящий |
| Нелегированные и низколегированный стали | самый подходящий | не рекомендуется | не рекомендуется |
| Нержавеющая сталь | самый подходящий | не рекомендуется | не рекомендуется |
| Медь | самый подходящий | не рекомендуется | не рекомендуется |
| Бронза | самый подходящий | не рекомендуется | допускается |
| Алюминиевая бронза | допускается | не рекомендуется | самый подходящий |
| Кремниевая (кремнистая) бронза | самый подходящий | не рекомендуется | не рекомендуется |
| Никель и его сплавы | самый подходящий | не рекомендуется | допускается |
| Титан и его сплавы | самый подходящий | не рекомендуется | допускается |
Каждый вариант имеет характеристики, подходящие для применения в определенных ситуациях или для РАД сварки металлов:
- алюминий и его сплавы сваривают переменным током электродом из чистого вольфрама;
- электроды, легированные церием, являются универсальными и поэтому их применяют практически для аргонодуговой сварки всех типов металлов, а с лантаном или торием применяют для сварки нержавейки, а также меди и титана, и их сплавов;
- торированные электроды обеспечивают преимущество из-за увеличения плотности выделения электронов. При этом необходимо учитывать, что они имеют небольшой уровень радиоактивности.
Виды сварочного оборудования
Для сварки аргоном применяется несколько типов оборудования:
- Ручной процесс — сварщик держит горелку и присадочный материал.
- Полуавтоматический процесс — присадочный материал и газ подаются автоматически в горелку, которую мастер ведет вдоль шва вручную.
- Полностью механизированный процесс – в рабочей области человек отсутствует, подача присадочного материала и ведение горелки осуществляется оператором дистанционно.
- Роботизированный процесс — оператор только вводит программу, а система ЧПУ исполняет ее.
Большое преимущество метода — возможность соединять материалы, сварка которых другими методами затруднительна.
Это могут быть и разнородные металлы на производстве, и стык труб в домашней системе отопления.
Самостоятельное выполнение сварочных работ
Самостоятельно собрать аппаратный комплекс для ручной аргонодуговой сварки вполне реально для домашнего мастера, обладающего достаточными знаниями и навыками в области электротехники, сварочных и слесарных работ.
Для этого потребуется:
- Трансформатор с амперметром для контроля рабочего тока.
- Коммутатор, или контактор, подающий напряжение на электрод.
- Осциллятор с индуктивно – емкостным фильтром и реле для его включения.
- Регулятор подачи аргона.
- Горелка для аргона.
- Баллон, редуктор и газовый шланг.
- Электроды из вольфрама различного диаметра.
- Источник питания коммутирующих приборов напряжением 24 в.
- Газовый клапан с электроприводом.
- Реле включения осциллятор.
- Балласт для уменьшения постоянной составляющей тока, подключаемый в разрыв сварочной цепи. Вместо специального устройства подойдет старый автомобильный аккумулятор на 50-80 ампер-часов.
- Средства индивидуальной защиты сварщика: маска, краги, брезентовая спецодежда с негорючей пропиткой.
Все эти элементы комплекса можно приобрести сравнительно недорого. Однако если нет уверенности в своих способностях электротехника и газовщика, или время дорого-на рынке такой аппаратный комплекс TIG предлагается по цене от 20 тыс. руб.
Особенности сваривания
Сварка TIG располагает собственными особенностями
Их необходимо принимать во внимание
- перед началом сварки металл нужно очистить, обезжирить;
- при обработке детали применяют подключение к отрицательному полюсу;
- сваривание алюминиевых деталей должно осуществляться переменным током;
- чем шире электродный элемент, тем сильнее должен быть электрический ток. Не переборщите, так как электрод может подвергнуться расплавлению;
- напряжение электрической дуги зависит от ее размера. Неопытным рабочим лучше использовать дугу небольшой длины;
- конец электрода должен выступать на 3 – 5 миллиметров. Если сварка осуществляется тавровым/угловым способом, выступ должен составлять 5 – 8 миллиметров;
- газ должен равномерно распределяться по сопловому сечению;
- жесткость струи зависит от поступающего газа;
- электродный элемент нужно перемещать с правой стороны в левую, продольно шовной оси.
Становится очевидно, что такая TIG сварка располагает множеством особенностей. Ввиду этого она не подходит для начинающих.
